第八章：掘进机

1、 第一节第一节 概述概述 一、作用及特点：一、作用及特点： 掘进机是一种能够掘进机是一种能够同时完成破落煤岩、装载与转载、运输、同时完成破落煤岩、装载与转载、运输、喷雾除尘和调动行走的联合机组。它具有喷雾除尘和调动行走的联合机组。它具有掘进速度快、掘进巷道稳定、减少岩石冒掘进速度快、掘进巷道稳定、减少岩石冒落与瓦斯突出、减少巷道的超挖量和支护落与瓦斯突出、减少巷道的超挖量和支护作业的充填量、改善劳动条件、减轻劳动作业的充填量、改善劳动条件、减轻劳动强度等优点。因此，掘进机在与综采工作强度等优点。因此，掘进机在与综采工作面配套使用中发挥着越来越大的作用。面配套使用中发挥着越来越大的作用。 掘进机

2、法与钻爆法比较，有以下优点：掘进机法与钻爆法比较，有以下优点：1）掘进速度快，成本低。速度提高）掘进速度快，成本低。速度提高11.5倍；工倍；工效提高效提高11.2倍；倍； 掘进成本下降掘进成本下降30%50%。2）安全性好。消除哑炮现象，围岩不易被破坏，）安全性好。消除哑炮现象，围岩不易被破坏，减小冒顶和瓦斯涌出的危险。减小冒顶和瓦斯涌出的危险。3）有利于回采工作面的准备。）有利于回采工作面的准备。4）超挖工程量小。巷道超挖量小，仅为）超挖工程量小。巷道超挖量小，仅为5%，减，减少支护填充量和工程量，提高掘进速度，降低掘少支护填充量和工程量，提高掘进速度，降低掘进成本。进成本。5）劳动条件好

3、。）劳动条件好。二、掘进机械的类型：二、掘进机械的类型： 1 1、按工作方式不同主要可以分为：、按工作方式不同主要可以分为： 1 1）、循环作业式部分断面掘进机：适用于抗）、循环作业式部分断面掘进机：适用于抗压强度小于压强度小于60MPa60MPa的煤、半煤岩、软岩巷道。的煤、半煤岩、软岩巷道。 2 2）、连续作业式全断面掘进机：适用于直径）、连续作业式全断面掘进机：适用于直径在在2.5m-10m2.5m-10m抗压强度为抗压强度为50-350MPa50-350MPa的硬岩巷道。的硬岩巷道。且断面多为圆形。可一次掘进成形。且断面多为圆形。可一次掘进成形。 2 2、 按使用范围和结构特征可分为：

4、按使用范围和结构特征可分为： 1 1）、）、煤巷掘进机：适用于煤巷掘进机：适用于f 4 的煤巷。的煤巷。 2）、半煤岩巷掘进机：适用于）、半煤岩巷掘进机：适用于f 6 的煤或软岩的煤或软岩巷道。巷道。 3）、岩巷掘进机：适用于）、岩巷掘进机：适用于f 6 或研磨性较高的或研磨性较高的岩石巷道。岩石巷道。 3、按截割头的布置方式分为：、按截割头的布置方式分为： 1）纵轴式（截割头旋转轴线与截割臂轴线重合）纵轴式（截割头旋转轴线与截割臂轴线重合） 2）横轴式（截割头旋转轴线与截割臂轴线垂直）横轴式（截割头旋转轴线与截割臂轴线垂直）4、按驱动形式不同分为：、按驱动形式不同分为： 1）电力驱动。）电力

5、驱动。 2）电力液压驱动。）电力液压驱动。三、掘进机的发展趋势：三、掘进机的发展趋势： 1、增强截割能力：、增强截割能力：300MPa 2、提高工作可靠性、提高工作可靠性 3、采用紧凑化设计，降低重心，提高工作、采用紧凑化设计，降低重心，提高工作稳定性稳定性 4、增强对各种复杂地质条件的适应性、增强对各种复杂地质条件的适应性 5、研究新型刀具和截割技术、研究新型刀具和截割技术 6、发展自动控制技术、发展自动控制技术 7、发展掘锚机组，实现快速掘进、发展掘锚机组，实现快速掘进 部分断面掘进机工作机构中的截割头每次只部分断面掘进机工作机构中的截割头每次只能截割工作面岩壁的一部分，要经若干次循环截能

6、截割工作面岩壁的一部分，要经若干次循环截割才能掘出所要求的断面形状和尺寸。它工作时，割才能掘出所要求的断面形状和尺寸。它工作时，要同时实现破碎煤岩、装载运输、调动行走、喷要同时实现破碎煤岩、装载运输、调动行走、喷雾灭尘等功能。截割断面一般为矩形、梯形、拱雾灭尘等功能。截割断面一般为矩形、梯形、拱形等。煤矿多用的是悬臂式部分断面掘进机。形等。煤矿多用的是悬臂式部分断面掘进机。 一、工作原理及结构一、工作原理及结构 悬臂截割机构装运机构行走机构悬臂截割机构装运机构行走机构转载机构液压系统电气系统转载机构液压系统电气系统 除尘系统除尘系统 机架。（各部分功用简介）机架。（各部分功用简介）二、截割头工

7、作方式：二、截割头工作方式：1.1.纵轴式纵轴式2.2.横轴式横轴式三、主要部件及结构三、主要部件及结构1.1.工作机构工作机构: :纵轴式截割头纵轴式截割头 纵轴式截割头的旋转轴线与悬臂轴线纵轴式截割头的旋转轴线与悬臂轴线重合。采用这种布置方式，截割出的断重合。采用这种布置方式，截割出的断面比较平整，减速箱排列比较方便，不面比较平整，减速箱排列比较方便，不需圆锥齿轮改变传动方向。这种布置方需圆锥齿轮改变传动方向。这种布置方式目前应用的比较多，国产式目前应用的比较多，国产 ELMB 型掘型掘进机即为纵轴式。进机即为纵轴式。 纵轴式截割头截齿的布置方式按螺旋线方纵轴式截割头截齿的布置方式按螺旋线

8、方式分布在头体上，螺旋线头数一般为式分布在头体上，螺旋线头数一般为2323条。条。截齿安装形式截齿安装形式 横轴式截割头旋转轴线与悬臂轴线互相横轴式截割头旋转轴线与悬臂轴线互相垂直。截割头工作时，破碎煤岩开切时垂直。截割头工作时，破碎煤岩开切时比较省力，碎落的煤岩也容易排出。由比较省力，碎落的煤岩也容易排出。由于横轴式截割头旋转轴线与悬臂轴线相于横轴式截割头旋转轴线与悬臂轴线相互垂直，故减速箱传动系统中需要一级互垂直，故减速箱传动系统中需要一级圆锥齿轮传动，减速箱输出轴两端与截圆锥齿轮传动，减速箱输出轴两端与截割头联接。奥地利生产的割头联接。奥地利生产的 AM 一一 50 掘进掘进机即为这种形

9、式机即为这种形式。 截割减速器的传动形式 回转台回转台 装载机构装载机构 （1 ）压力水水门液压系统冷却器水冷电动机一引射喷雾器； 全断面掘进机可以一次掘出整个圆形全断面掘进机可以一次掘出整个圆形巷道断面，驱动功率大，破岩硬度高，巷道断面，驱动功率大，破岩硬度高，主要用于中硬以上全岩巷道，又称为全主要用于中硬以上全岩巷道，又称为全岩掘进机。岩掘进机。 用全断面掘进机作业，对巷道围岩用全断面掘进机作业，对巷道围岩的影响小，巷道断面超挖量小，围岩稳的影响小，巷道断面超挖量小，围岩稳定，壁面光滑，巷道维护费用低，并可定，壁面光滑，巷道维护费用低，并可以使破岩、装岩、运输、支护等实现机以使破岩、装岩、

10、运输、支护等实现机械化，掘进速度快，生产效率高，安全械化，掘进速度快，生产效率高，安全可靠。可靠。一、工作原理一、工作原理推进原理推进原理 调向调向刀盘的驱动刀盘的驱动刀盘结构和滚刀的布置刀盘结构和滚刀的布置 盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电

11、气、及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行不同的地质进行“量体裁衣量体裁衣”式的设计制式的设计制造，可靠性要求极高。造，可靠性要求极高。 盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机的基本工市政、水电等隧道工程。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段

12、起着临时文撑的作用，承受衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。等作业在护盾的掩护下进行。 第五节第五节 掘进机的使用与维护掘进机的使用与维护 1 掘进煤巷时的注意事项掘进煤巷时的注意事项 ( 1 ）截割头可以伸缩的掘进机，前进切割或横向）截割头可以伸缩的掘进机，前进切割或横向切割，都必须在截割头缩回的位置进行。切割，都必须在截割头缩回的位置进行。 ( 2 ）前进时必须放下铲板，提起后支撑座，将煤）前进时必须放下铲板，提起后支撑座

13、，将煤岩装尽，以免履带在浮煤上行走；后退时必须提岩装尽，以免履带在浮煤上行走；后退时必须提起铲板和后支撑座。起铲板和后支撑座。 ( 3 ）使用喷雾时，必须先喷雾后截割，先停机后）使用喷雾时，必须先喷雾后截割，先停机后停泵。停泵。( 4 ）截割速度不可过快，应与装载能力相适应，）截割速度不可过快，应与装载能力相适应，煤岩的块度不可过大，以免影响装载和运输煤岩的块度不可过大，以免影响装载和运输( 5 ）操作液压手柄时，不可用力过猛，以免造成）操作液压手柄时，不可用力过猛，以免造成液压冲击，损坏机件液压冲击，损坏机件。 ( 6 ）液压缸行程至极限位置后，应迅速扳回操作）液压缸行程至极限位置后，应迅速

14、扳回操作手柄，以免溢流阀长时间溢流发热。手柄，以免溢流阀长时间溢流发热。 7 ）截割头必须在旋转中钻出，不得停止外拉不）截割头必须在旋转中钻出，不得停止外拉不得带负荷启动，不得超负荷运转，保持机器在满得带负荷启动，不得超负荷运转，保持机器在满载、高效、最佳状态工作。载、高效、最佳状态工作。 ( 8 ）截割头降到最低位置时，不得抬铲板，避免）截割头降到最低位置时，不得抬铲板，避免耙爪碰截割臂。耙爪碰截割臂。( 9 ）截割中，随时注意各部声音和温度，遇有异）截割中，随时注意各部声音和温度，遇有异常情况时，必须停机检查处理。特别是耙爪，埋常情况时，必须停机检查处理。特别是耙爪，埋在煤中作业不易看见，

15、其不正常情况全靠耳听。在煤中作业不易看见，其不正常情况全靠耳听。液压油油温不得超过液压油油温不得超过 70 。 ( 10 ）要保持巷道断面正确的中心，断面不得因）要保持巷道断面正确的中心，断面不得因煤软而超掘，或因煤硬而缩小。煤软而超掘，或因煤硬而缩小。( 11 ）使用截割臂上棚梁时，必须闭锁截割电动机；）使用截割臂上棚梁时，必须闭锁截割电动机；不得用截割臂吊装其他物品。不得用截割臂吊装其他物品。 ( 12 ）随时注意顶板情况，不得空顶作业，如有）随时注意顶板情况，不得空顶作业，如有不安全征兆，必须停机处理。不安全征兆，必须停机处理。 ( 13 ）掘进机工作时，禁止工作人员进行检修或）掘进机工

16、作时，禁止工作人员进行检修或注油，也不得接触任何运转部位。注油，也不得接触任何运转部位。 ( 14 ）司机和机组人员，工作时应精力集中，利）司机和机组人员，工作时应精力集中，利用手势进行联系时，应能正确领会意图，配合默用手势进行联系时，应能正确领会意图，配合默契。契。( 15 ）工作中如果机器或人身发生或即将发生事）工作中如果机器或人身发生或即将发生事故时，应按动急停开关，立即停机；同时将操作故时，应按动急停开关，立即停机；同时将操作手把回零，待查明原因后方可继续工作。手把回零，待查明原因后方可继续工作。 ( 16 ）任何人到工作面检查时，必须闭锁截割电）任何人到工作面检查时，必须闭锁截割电动

17、机。动机。 ( 17 ）遇有过硬岩层，不得用机器硬割，必须打）遇有过硬岩层，不得用机器硬割，必须打眼放震动炮处理。此时，机器应退后至最大可能眼放震动炮处理。此时，机器应退后至最大可能距离，并对照明灯等怕蹦的组件妥善遮蔽。距离，并对照明灯等怕蹦的组件妥善遮蔽。 ( 18 ）副司机应随时注意电源电缆和水管，不得）副司机应随时注意电源电缆和水管，不得拉伸压埋。拉伸压埋。 ( 19 ）随时注意工作面的瓦斯和粉尘。）随时注意工作面的瓦斯和粉尘。 2 掘进机常见故障分析及排除方法掘进机常见故掘进机常见故障分析及排除方法掘进机常见故障、原因及排除方法见表障、原因及排除方法见表 10 一一 1 所列。所列。

18、一、填空题一、填空题 1、掘进机按照适用的煤岩类型不同，分为、掘进机按照适用的煤岩类型不同，分为 、 、 和和 ，ELMB型掘进机是型掘进机是 掘进机。掘进机。 2、掘进机按照截割滚筒的布置方式不同分为、掘进机按照截割滚筒的布置方式不同分为 和和 两种，两种，AM50型掘进机属于型掘进机属于 。 3、掘进机有、掘进机有 、 、 、 、 、 和和 等部分组成。等部分组成。 1、ELMB型掘进机截割机构减速器采用（型掘进机截割机构减速器采用（ ）减速器。减速器。 A、二级圆柱齿轮、二级圆柱齿轮 B、一级圆柱齿轮、一级圆柱齿轮 C、三级圆锥、三级圆锥圆柱齿轮圆柱齿轮 D、二级行星齿轮、二级行星齿轮 2、ELMB型掘进机采用截割头（型掘进机采用截割头（ ）截齿。）截齿。 A、镐形、镐形 B、刀形、刀形 3、AM50型掘进机采用（型掘进机采用（ ）行走机构。）行走机构。 A、轮胎、轮胎 B、轨轮、轨轮 C、履带、履带 D、滑橇、滑橇 4、ELMB型掘进